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網絡技術
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網絡技術，是從1990年代中期發展起來的新技術，它把互聯網上分散的資源融為有機整體，實現資源的全面共享和有機協作，使人們能夠透明地使用資源的整體能力並按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數據庫、網絡、傳感器等。

當前的互聯網只限於信息共享，網絡則被認為是互聯網發展的第三階段。網絡可以構造地區性的網絡、企事業內部網絡、局域網網絡，甚至家庭網絡和個人網絡。網絡的根本特徵並不一定是它的規模。

發展歷程

Internet的應用範圍由最早的軍事、國防，擴展到美國國內的學術機構，進而迅速覆蓋了全球的各個領域，運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業化。

在科學研究中，經常碰到「種瓜得豆」的事情，Internet的出現也正是如此：它的原型是1969年美國國防部遠景研究規劃局（Advanced Research Projects Agency）為軍事實驗用而建立的網絡，名為ARPANET，初期只有四台主機，其設計目標是當網絡中的一部分因戰爭原因遭到破 壞時，其餘部分仍能正常運行；80年代初期ARPA和美國國防部通信局研製成功用於異構網絡的TCP/IP協議並投入使用；1986年在美國國會科學基金會（National Science Foundation)的支持下，用高速通信線路把 分布在各地的一些超級計算機連接起來，以NFSNET接替ARPANET；進而又經過十幾年的發展形成Internet。

90年代初，中國作為第71個國家級網加入Internet，我國已經開放了Internet，通過中國公用互連網絡(CHINANET)或中國教育科研計算機網(CERNET)都可與Internet聯通。只要有一台微機，一部調製解調器和一部國內直撥電話就能夠很方便地享受到Internet的資源；這是Internet逐步爬入普通人家的原因之一；原因之二，友好的用戶界面、豐富的信息資源、貼近生活的人情化感受使非專業的家庭用戶既做到應

用自如，又能大飽眼福，甚至利用它為自己的工作、學習、生活錦上添花，真正做到足不出戶，可成就天下事，瀟灑作當代人。

網絡的神奇作用吸引着越來越多的用戶加入其中，正因如此，網絡的承受能力也面臨着越來越嚴峻的考驗―從硬件上、軟件上、所用標準上......，各項技術都需要適時應勢，對應發展，這正是網絡迅速走向進步的催化劑。到了今天，Internet能夠負擔如此眾多用戶的參與，說明我們的網絡技術已經成長到了相當成熟的地步，用戶自己也能耳聞目睹不斷湧現的新名詞、新概念。但這還不是終結，僅僅是歷史長河的一段新紀元的開始而已。

專業課程

第一階段

課程內容

1.計算機操作

2.office辦公自動化

3.計算機英語

4.計算機組裝與維護

階段培養目標

掌握計算機基本操作、日常辦公軟件、打印機、掃描儀等日常辦公設備的使用，計算機組裝與常見故障排除及設計基礎知識。

第二階段

課程內容

1.企業網數據通信基礎

2.中小型企業網構建與維護

3.window server操作系統初級應用

4.window server高級應用（活動目錄管理，域控制管理）

5.AutoCAD工程圖繪製

階段培養目標

1.熟練掌握企業網網絡組建和維護，掌握網絡綜合布線基本方法。

2.安裝並維護windows服務器的架構與管理。

就業方向

從事中小型企業網絡管理及windows服務器搭建、網絡搭建、網絡運行、網絡應用等工作。

第三階段

項目實戰一：典型網絡結構方案設計及優化

1.linux系統管理

2.linux網絡服務

3.網絡攻防基礎

4.網絡設備高級應用

項目實戰二：企業級服務器及網絡設備高端應用

1.計算機編程與網站建設

2.數據庫應用基礎（SQL Server)

3.企業網安全與管理

4.企業網絡安全綜合實踐

5、企業郵件系統組建與維護（選修）

6.企業級服務器高級應用（選修）

項目實戰三：智能應用系統拓展深化及綜合實踐

階段培養目標

1.安裝並管理linux環境下的各種應用服務;獨立完成企業網絡的日常運行維護。 2.能夠熟練運用、調試網絡設備組建園區網絡，快速排除網絡運行的故障

1.掌握數據庫的備份與恢復

2.掌握企業網安全管理

3.組建與維護企業郵件系統

就業方向

從事網絡結構設計、網絡系統管理、數據庫管理、網絡安全管理等方面的崗位

權威認證：職業資格證書 新華-微軟IT助理工程師 CIW信息網絡安全CEAC網絡工程師

實訓項目

家庭網絡項目

辦公網絡項目

醫院網絡項目

超市網絡項目

校園網組建項目

應用集錦

Internet如此美妙，初入門者不免好奇：它究竟可以為我們做哪些事？總的說來，Internet是一套通過網絡來完成有用的通訊任務的應用程序，下面的篇幅將從應用入手，展示Internet的幾項最廣為流行的功能，它包括：電子郵件、WWW、文件傳輸、遠程登 錄、新聞組、信息查詢等。

電子郵件(Email)

有了通達全球的Internet後，人們首先想到的是可以利用它來提供個人之間的通信，而且這種通信應能兼具電話的速度和郵政的可靠性等優點。這種思路生根發芽成長起來，最終得到的果實便是Email。通過它，每人都可以有自己的私有信箱，用以儲存已收到但還未來得及閱讀的信件，Email地址包括用戶名加上主機名,並在中間用@符號隔開,如從最初的兩人之間的通信，如今的電子郵件軟件能夠實現更為複雜、多樣的服務,包括：一對多的發信，信件的轉發和回復，在信件中包含聲音、圖像等多媒體信息等；甚至可以做到只要有你的郵件到達，掛在你身上的BP機就嘀嘀作響發出提示；人們還可以象訂購報刊雜誌一樣在網上訂購所需的信息，通過電子郵件定期送到自己面前。

WWW

World Wide Web(通常被稱為WWW)在中文裡常被譯作「萬維網」，除發音相近外，也體現了其變化萬千的內涵。用戶藉助於一個瀏覽器軟件，在地址欄里輸入所要查看的頁面地址（或域名），就可以連接到該地址所指向的WWW服務器，從中查找所需的圖文信息。WWW訪問的感覺有些象逛大商場，既可以漫無邊際地徜徉，也可以奔着一個目標前進；但不論如何，當用戶最終獲得想要的內容時，也許已經跨越了千山萬水，故有時我們也稱之為「Web衝浪」。WWW服務器所存貯的頁面內容是用HTML語言(Hyper Text Mark-up Language)書寫的，它通過HTTP協議(Hyper Text Transfering Protocol)傳送到用戶處。

文件傳輸(FTP)

儘管電子郵件也能傳送文件,但它一般用於短信息傳遞。Internet提供了稱作FTP（File Transfer Protocol）的文件傳輸應用程序，使用戶能發送或接收非常大的數據文件：當用戶發出FTP命令，連接到FTP服務器後，可以輸入命令顯示服務器存貯的文件目錄，或從某個目錄拷貝文件，通過網絡傳遞到自己的計算機中。FTP服務器提供了一種驗證用戶權限的方法（用到用戶名、密碼），限制非授權用戶的訪問。不過,很多系統管理員為了擴大影響,打開了匿名ftp服務設置――匿名ftp允許沒有註冊名或口令的用戶在機器上存取指定的文件，它用到的特殊用戶名為「anonymous」。

遠程登錄

遠程登錄允許用戶從一台機器連接到遠程的另一台機器上,並建立一個交互的登錄連接。登錄後，用戶的每次擊鍵都傳遞到遠程主機，由遠程主機處理後將字符回送到本地的機器中, 看起來仿佛用戶直接在對這台遠程主機操作一樣。遠程登錄通常也要有效的登錄帳號來接受對方主機的認證。常用的登錄程序有TELNET、RLOGIN等。

Usenet新聞組

Usenet新聞是Internet上的討論小組。Usenet在一套名為新聞組的標題下組織討論，用戶可以閱讀別人發送的新聞或發表自己的文章。新聞組包括數十大類、數千組新聞，平均每一組每天都有成百上千條新聞公布出來。新聞組的介入方式也非常隨便,你可以在上面高談闊論、問問題，或者只看別人的談論。上面所列舉的僅是Internet文化長廊中的主要內容，但絕不是全部。Internet永遠是在不斷發展、推陳出新的，這將是我們下一篇的內容――Internet的發展趨勢。網絡研究起源於過去十年美國政府資助的高性能計算科研項目。這項研究的目標是將跨地域的多台高性能計算機、大型數據庫、大型的科研設備、通信設備、可視化設備和各種傳感器等整合成一個巨大的超級計算機系統，以支持科學計算和科學研究。

微軟公司把開發力量集中在數據網絡上，關注使用網絡共享信息，而不是網絡的計算能力，這反映了學術和研究領域內的分歧。事實上，很多用於學術領域的網絡技術都能夠成為商業應用。

Globus是美國阿貢（Argonne）國家實驗室的網絡技術研發項目，全美12所大學和研究機構參與了該項目。Globus對資源管理、安全、信息服務及數據管理等網絡計算的關鍵理論進行研究，開發能在各種平台上運行的網絡計算工具軟件，幫助規劃和組建大型的網絡試驗平台，開發適合大型網絡系統運行的大型應用程序。Globus技術已在美國航天局網絡、歐洲數據網絡、美國國家技術網絡等8個項目中得到應用。2005年8月，美國國際商用機器公司（IBM）宣布投入數十億美元研發網絡計算，與Globus合作開發開放的網絡計算標準，並宣稱網絡的價值不僅僅限於科學計算，商業應用也有很好的前景。網絡計算和Globus從開始幕後走到前台，受到前所未有的關注。

中國非常重視發展網絡技術，由863計劃「高性能計算機及其核心軟件」重大專項支持建設的中國國家網絡項目在高性能計算機、網絡軟件、網絡環境和應用等方面取得了創新性成果。具有18萬億次聚合計算能力、支持網絡研究和網絡應用的網絡試驗床——中國國家網絡，已於2005年12月21日正式開通運行。這意味着通過網絡技術，中國已能有效整合全國範圍內大型計算機的計算資源，形成一個強大的計算平台，幫助科研單位和科技工作者等實現計算資源共享、數據共享和協同合作。

關鍵技術

網絡的關鍵技術有網絡結點、寬帶網絡系統、資源管理和任務調度工具、應用層的可視化工具。網絡結點是網絡計算資源的提供者，包括高端服務器、集群系統、MPP系統大型存儲設備、數據庫等。寬帶網絡系統是在網絡計算環境中，提供高性能通信的必要手段。資源管理和任務調度工具用來解決資源的描述、組織和管理等關鍵問題。任務調度工具根據當前系統的負載情況，對系統內的任務進行動態調度，提高系統的運行效率。網絡計算主要是科學計算，它往往伴隨着海量數據。如果把計算結果轉換成直觀的圖形信息，就能幫助研究人員擺脫理解數據的困難。這需要開發能在網絡計算中傳輸和讀取，並提供友好用戶界面的可視化工具。

研究現狀

網絡計算通常着眼於大型應用項目，按照Globus技術，大型應用項目應由許多組織協同完成，它們形成一個「虛擬組織」，各組織擁有的計算資源在虛擬組織里共享，協同完成項目。對於共享而言，有價值的不是設備本身而是實體的接口或界面。

從技術角度看，共享是資源或實體間的互操作。Globus技術設定，網絡環境下的互操作意味着需要開發一套通用協議，用於描述消息的格式和消息交換的規則。在協議之上則需要開發一系列服務，這與建立在TCP/IP（傳輸控制協議/網際協議）上的萬維網服務原理相同。在服務中先定義應用編程接口，基於這些接口再構建軟件開發工具。

Globus網絡計算協議建立在網際協議之上，以網際協議中的通信、路由、名字解析等功能為基礎。Globus協議分為構造層、連接層、資源層、匯集層和應用層五層。每層都有各自的服務、應用編程接口和軟件開發工具、上層協議調用下層協議的服務。網絡內的全局應用都需通過協議提供的服務調用操作系統。

構造層功能是向上提供網絡中可供共享的資源，是物理或邏輯實體。常用的共享資源包括處理能力、存儲系統、目錄、網絡資源、分布式文件系統、分布式計算機池、計算機集群等。連接層是網絡中網絡事務處理通信與授權控制的核心協議。構造層提交的各資源間的數據交換都在這一層控制下實現的。各資源間的授權驗證、安全控制也在此實現。資源層的作用是對單個資源實施控制，與可用資源進行安全握手、對資源做初始化、監測資源運行狀況、統計與付費有關的資源使用數據。匯集層的作用是將資源層提交的受控資源匯集在一起，供虛擬組織的應用程序共享、調用。為了對來自應用的共享進行管理和控制，匯集層提供目錄服務、資源分配、日程安排、資源代理、資源監測診斷、網絡啟動、負荷控制、賬戶管理等多種功能。應用層是網絡上用戶的應用程序，它先通過各層的應用編程接口調用相應的服務，再通過服務調用網絡上的資源來完成任務。應用程序的開發涉及大量庫函數。為便於網絡應用程序的開發，需要構建支持網絡計算的庫函數。

Globus體系結構已為一些大型網絡所採用。研究人員已經在天氣預報、高能物理實驗、航空器研究等領域開發了一些基於Globus網絡計算的應用程序。雖然這些應用仍屬試驗性質，但它證明了網絡計算可以完成不少超級計算機難以勝任的大型應用任務。可以預見，網絡技術將很快掀起下一波互聯網浪潮。面對即將到來的第三代互聯網應用，很多發達國家都投入了大量研究資金，希望能抓住機遇，掌握未來的命運。

中國也加強了網絡方面的投入。中科院計算所為自己的網絡起名為「織女星網絡」（Vega Grid），目標是具有大規模數據處理、高性能計算、資源共享和提高資源利用率的能力。與國內外其他網絡研究項目相比，織女星網絡的最大特點是「服務網絡」。中國許多行業，如能源、交通、氣象、水利、農林、教育、環保等對高性能計算網絡即信息網絡的需求非常巨大。預計在兩三年內，就能看到更多的網絡技術應用實例。

應用領域

網絡技術的應用領域很廣，主要有以下幾方面。

分布式超級計算 分布式超級計算將分布在不同地點的超級計算機用高速網絡連接起來，並用網絡中間件軟件「粘合」起來，形成比單台超級計算機強大得多的計算平台。

分布式儀器系統 分布式儀器系統使用網絡管理分布在各地的貴重儀器系統，提供遠程訪問儀器設備的手段，提高儀器的利用率，方便用戶的使用。

數據密集型計算並行計算技術往往是由一些計算密集型應用推動的，特別是一些帶有巨大挑戰性質的應用，大大促進了對高性能並行體系結構、編程環境、大規模可視化等領域的研究。數據密集型計算的應用比計算密集型的應用多得多，它對應的數據網絡更側重於數據的存儲、傳輸和處理，計算網絡則更側重於計算能力的提高。在這個領域獨占鰲頭的項目是歐洲核子中心開展的數據網絡（DataGrid）項目，其目標是處理2005年建成的大型強子對撞機源源不斷產生的PB/s量級實驗數據。

遠程沉浸 這是一種特殊的網絡化虛擬現實環境。它是對現實或歷史的逼真反映，對高性能計算結果或數據庫可視化。「沉浸」是指人可以完全融入其中：各地的參與者通過網絡聚集在同一個虛擬空間裡，既可以隨意漫遊，又可以相互溝通，還可以與虛擬環境交互，使之發生改變。已經開發出幾十個遠程沉浸應用，包括虛擬歷史博物館、協同學習環境等。遠程沉浸可以廣泛應用於交互式科學可視化、教育、訓練、藝術、娛樂、工業設計、信息可視化等許多領域。

信息集成網絡最初是以集成異構計算平台的身份出現，接着進入分布式海量數據處理領域。信息網絡通過統一的信息交換架構和大量的中間件，向用戶提供「信息隨手可得」式的服務。網絡信息集成將更多應用在商業上，分布在世界各地的應用程序和各種信息通過網絡能進行無縫融合和溝通，從而形成嶄新的商業機會。

信息集成如信息網絡、服務網絡、知識網絡等，是近幾年網絡流行起來的應用方向。2002年，Globus聯盟和IBM在全球網絡論壇上發布了開放性網絡服務架構及其詳細規範，把Globus標準與支持商用的萬維網服務標準結合起來。2004年，Globus聯盟、IBM和惠普（HP）等又聯合發布了新的網絡標準草案，把開放性網絡服務架構詳細規範I轉換成6個用於擴展萬維網服務的規範，網絡服務已與萬維網服務徹底融為一體，標誌着網絡商用化時代的來臨。

網絡技術的發展，標準是關鍵。就像TCP/IP協議是因特網的核心一樣，構建網絡計算也需要對核心——標準協議和服務進行定義。一些標準化團體正在積極行動。迄今為止，網絡計算雖還沒有正式的標準，但在核心技術上，相關機構與企業已達成一致，由美國阿貢國家實驗室與南加州大學信息科學學院合作開發的Globus 計算工具軟件已成為網絡計算實際的標準，已有12家著名計算機和軟件廠商宣布將採用Globus 計算工具軟件。作為一種開放架構和開放標準基礎設施，Globus 計算工具軟件提供了構建網絡應用所需的很多基本服務，如安全、資源發現、資源管理、數據訪問等。所有重大的網絡項目都是基於Globus 計算工具軟件提供的協議與服務的。

除了標準以外，安全和可管理性、人才的缺乏也是網絡計算亟待解決的一個問題，否則它將無法成為企業的商業架構。在真正實現商業應用之前，還需要解決許多問題。即便如此，構建全球網絡的前景仍是無法抗拒的。

此外，網絡技術的應用還催生了網絡語言學。這門新興學科是由中國知名學者周海中教授於2000年首先提出的。在其《一門嶄新的語言學科網絡語言學》一文中，他對網絡語言學的研究對象、研究方法、研究任務、學科屬性和定位問題等作了精闢闡述；此後，網絡語言學引起國際學術界的關注。

主要功能

一般來說，計算機網絡可以提供以下一些主要功能：

資源共享

網絡的出現使資源共享變得很簡單，交流的雙方可以跨越時空的障

礙，隨時隨地傳遞信息。

信息傳輸與集中處理

數據是通過網絡傳遞到服務器中，由服務器集中處理後

再回送到終端。

負載均衡與分布處理

負載均衡同樣是網絡的一大特長。舉個典型的例子：一

個大型ICP（Internet內容提供商）為了支持更多的用戶訪問他的網站，在全世界多個

地方放置了相同內容的WWW服務器；通過一定技巧使不同地域的用戶看到放置在離他最

近的服務器上的相同頁面，這樣來實現各服務器的負荷均衡，同時用戶也省了不少冤枉路。

綜合信息服務

網絡的一大發展趨勢是多維化，即在一套系統上提供集成的信

息服務，包括來自政治、經濟、等各方面資源，甚至同時還提供多媒體信息，如圖象、

語音、動畫等。在多維化發展的趨勢下，許多網絡應用的新形式不斷湧現，如：

①電子郵件――這應該是大家都得心應手的網絡交流方式之一。發郵件時收件

人不一定要在網上，但他只要在以後任意時候打開郵箱，都能看到屬於自己的來信。

②網上交易――就是通過網絡做生意。其中有一些是要通過網絡直接結算，這

就要求網絡的安全性要比較高。

③ 視頻點播――這是一項新興的娛樂或學習項目，在智能小區、酒店或學校應

用較多。它的形式跟電視選台有些相似，不同的是節目內容是通過網絡傳遞的。

④ 聯機會議――也稱視頻會議，顧名思義就是通過網絡開會。它與視頻點播的

不同在於所有參與者都需主動向外發送圖像，為實現數據、圖像、聲音實時同傳，它對

網絡的處理速度提出了最高的要求。

以上對網絡的功能只是略舉一二，我們將在以後的篇幅中用更詳盡的案例去充實

大家對網絡的理解。

分類組成

網絡依據什麼劃分，又是如何組成的呢？

計算機網絡的類型有很多，而且有不同的分類依據。網絡按交換技術可分為：線

路交換網、分組交換網；按傳輸技術可分為：廣播網、非廣播多路訪問網、點到點網；

按拓樸結構可分為總線型、星型、環形、樹形、全網狀和部分網狀網絡；按傳輸介質又

可分為同軸電纜、雙紐線、光纖或衛星等所連成的網絡。這裡我們主要講述的是根據網

絡分布規模來劃分的網絡：局域網、城域網、廣域網和網間網。

局域網

-LAN(Local Area Network)

將小區域內的各種通信設備互連在一起所形成的網絡，覆蓋範圍一般局限在房

間、大樓或園區內。局域網的特點是：距離短、延遲小、數據速率高、傳輸可靠。

常見的局域網類型包括：以太網（Ethernet）、令牌環網（Token

Ring）、光纖分布式數據接口（FDDI）、異步傳輸模式（ATM）等，它們在拓樸結構、

傳輸介質、傳輸速率、數據格式等多方面都有許多不同。其中應用最廣泛的當屬以太

網―― 一種總線結構的LAN，是目前發展最迅速、也最經濟的局域網。

局域網的常用設備有：

• 網卡（NIC） 插在計算機主板插槽中，負責將用戶要傳遞的數據轉換為網絡上

其它設備能夠識別的格式，通過網絡介質傳輸。它的主要技術參數為帶寬、總線方式、

電氣接口方式等。

• 集線器（Hub） 是單一總線共享式設備，提供很多網絡接口，負責將網絡中多

個計算機連在一起。所謂共享是指集線器所有端口共用一條數據總線，因此平均每用戶

（端口）傳遞的數據量、速率等受活動用戶（端口）總數量的限制。它的主要性能參數

有總帶寬、端口數、智能程度（是否支持網絡管理）、擴展性（可否級聯和堆疊）等。

• 交換機（Switch） 也稱交換式集線器。它同樣具備許多接口，提供多個網絡

節點互連。但它的性能卻較共享集線器大為提高：相當於擁有多條總線，使各端口設備

能獨立地作數據傳遞而不受其它設備影響，表現在用戶面前即是各端口有獨立、固定的

帶寬。此外，交換機還具備集線器欠缺的功能，如數據過濾、網絡分段、廣播控制等。

• 線纜 局域網的距離擴展需要通過線纜來實現，不同的局域網有不同連接線

纜，如光纖、雙絞線、同軸電纜等。

城域網

MAN(Metropolitan Area Network)

MAN的覆蓋範圍限於一個城市，對於市域網少有針對性的技術，一般根據實

際情況通過局域網或廣域網來實現。

廣域網

-WAN(Wide Area Network)

WAN連接地理範圍較大，常常是一個國家或是一個洲。其目的是為了讓分布較遠

的各局域網互連，所以它的結構又分為末端系統（兩端的用戶集合）和通信系統（中間

鏈路）兩部分。通信系統是廣域網的關鍵，它主要有以下幾種：

• 公共電話網 即PSTN（Public Swithed Telephone Network），速度9600bps～

28.8kbps，經壓縮後最高可達115.2kbps，傳輸介質是普通電話線。它的特點是費用

低，易於建立，且分布廣泛。

• 綜合業務數字網即ISDN（Integrated Service Digital Network），也是一

種撥號連接方式。低速接口為128kbps（高速可達2M），它使用ISDN線路或通過電信局

在普通電話線上加裝ISDN業務。ISDN為數字傳輸方式，具有連接迅速、傳輸可靠等特

點，並支持對方號碼識別。ISDN話費較普通電話略高，但它的雙通道使其能同時支持兩

路獨立的應用，是一項對個人或小型辦公室較適合的網絡接入方式。

• 專線 即Leased Line，在中國稱為DDN，是一種點到點的連接方式，速度一般

選擇64kbps～2.048Mbps。專線的好處是數據傳遞有較好的保障，帶寬恆定；但價格昂

貴，而且點到點的結構不夠靈活。

• X.25網 是一種出現較早且依然應用廣泛的廣域網方式，速度為9600bps～

64kbps；有冗餘糾錯功能，可 靠性高，但由此帶來的副效應是速度慢,延遲大；

• 幀中繼即Frame Relay，是在X.25基礎上發展起來的較新技術，速度一般選擇

為64kbps～2.048Mbps。幀中繼的特點是靈活、彈性：可實現一點對 多點的連接，並且

在數據量大時可超越約定速率傳送數據，是一種較好的商業用戶連接選擇。

• 異步傳輸模式 即ATM（Asynchronous Transfer Mode），是一種信元交換網

絡，最大特點的速率高、延遲小、傳輸質量有保障。ATM大多採用光纖作為連接介質，

速率可高達上千兆（109bps），但成本也很高。

廣域網與局域網的區別在於：線路通常需要付費。多數企業不可能自己架設線

路，而需要租用已有鏈路，故廣域網的大部分花費用在了這裡。人們常常考慮如何優化

使用帶寬，將「好刀用在刀刃上」。

廣域網常用設備有：

• 路由器（Router）廣域網通信過程根據地址來尋找到達目的地的路徑，這個

過程在廣域網中稱為路由（Routing）。路由器負責在各段廣域網和局域網間根據地

址建立路由，將數據送到最終目的地。

• 調製解調器（Modem） 作為末端系統和通信系統之間信號轉換的設備，是廣域

網中必不可少的設備之一。分為同步和異步兩種，分別用來與路由器的同步和異步串口

相連接，同步可用於專線、幀中繼、X.25等，異步用於PSTN的連接。

網間網

即Internetwork，是一系列局域網和廣域網的組合，因此包含的技術也是現有的

局域網和廣域網技術的綜合。Internet便是一個當前最大也最為典型的網間網。

面臨問題

在上篇中我們講述了Internet的發展簡史和它的方方面面的應用。正是由於

Internet的豐富多彩，才會吸引越來越多的人加入其中：對用戶而言，Internet正一步

步滲透到我們工作、生活的各個方面，極大地改變了長久以來形成的傳統思維和生活方

式；而對Internet而言，用戶的積極參與使得這一全球通行的網絡迅速膨脹起?耐受力面臨帶寬的短缺、IP地址資源匱乏等嚴峻考驗。

帶寬的短缺

據1995年年中的估計, 有150多個國家和地區的6萬多個網絡同Internet聯結, 入

網計算機約450萬台, 直接使用Internet的用戶達4000萬人。而到今天，Internet已經

開通到全世界大多數國家和地區，幾乎每隔三十分鐘就有一個新的網絡連入，主機數量

每年翻兩番，用戶數量每月增長百分之十，預計到本世紀末和下世紀初, Internet將連

接近億台計算機, 達到以十億計的用戶。而對更遠的將來，人們很難精確估計。不管怎

麼說，這些數字已足以說明Internet的危機所在：就好象一根懸掛了很多重物的鋼絲

繩，重量增加了，繩子就有斷裂的危險；而用戶在Internet上的遊歷實際上要走過很多

根這樣的「鋼絲繩」，用戶越多，繩子的負載越重，其中任一根不結實，都會成為瓶

頸，導致網絡訪問的失敗。因此，「鋼絲繩」的加固―帶寬容量的增加勢在必行，從

Internet主幹到分支，直至最終用戶的接入，都出現了許多成熟的或正在發展的鏈路技

術來實現這項需求，我們將在後文着重介紹其中用戶最為關心的幾種接入技術。

IP地址資源的匱乏

我們曾介紹了IP地址的格式和分類，這裡所指的都是現行的IPv4―它是一個32位

二進制數，因此總地址容量為232，也即有數億個左右。而按照TCP/IP協議（同很多其

它協議一樣）的規定，相互聯接的網絡中每一個節點都必須有自己獨一無二的地址來作

為標識，那麼很顯然，相對前文日益增長的用戶數，現有IP地址資源已不堪重負，很快

將被用光―有預測表明，以Internet發展速度計算，所有IPv4地址將在2005～2010

年間分配完畢。

解決IP地址缺乏的辦法之一是想辦法延緩資源耗盡的時間，目前最廣泛應用的技

術當屬NAT（Network Address Translation，網絡地址翻譯）―它使企業用戶在內部網

絡應用中採用自行定義的地址，只在需要作Internet訪問時才翻譯為合法的Internet地

址；它的最大好處是用戶加入Internet時不需更改內部地址結構，而只需在內外交界處

實施地址轉換，並且能夠實現多個用戶復用同一合法地址，從而大大節省地址資源；但

作NAT轉換的同時也增加了網絡的複雜性，何況它並不能阻止可用地址越來越減少的趨勢。

作為對IPv4問題的解決，一種新的IP地址定義應運而生，它便是下文講的IPv6。

發展技術

如何解決Internet的發展瓶頸？Internet新的應用趨勢是什麼？

Internet的發展首先是要走出困境，擴展容量，然後才有可能繼續推出各項新的

應用並且運用自如。我們將從網絡線路的發展說起，談談通信熱點的寬

帶接入技術，以及Internet新的應用趨勢。

接入技術的發展

接入技術也稱「最後一公里」技術，表示從最終用戶到本地電信服務商之間的一

段連接。大家已經熟悉的有PSTN撥號、ISDN和專線等技術，而近幾年接入技術發展迅

猛，比較成熟的有：

ADSL

ADSL又稱非對稱數字用戶線，是DSL家族系列技術（HDSL、VDSL、IDSL等）中應

用最廣的一種。它的最大好處是利用現有的電話雙絞線作為傳輸介質，因此成本較低；

接入帶寬卻相對電話線傳輸的PSTN（目前最高115.2Kbps）快了許多，從局端到用戶的

下行速率理論上可達7-8M，實際使用的下行速率一般為1.5-2Mbps，從用戶到局端的上

行速率為幾百Kbps，這也比PSTN有了很大提高；ADSL的非對稱性與終端用戶的網絡訪問

特點是相一致的――個人用戶多數應用都是以客戶方式從網上去獲取數據，如WWW、

FTP，只在個別時候才向網絡大量發送數據，如發送附帶多媒體信息的電子郵件，因此

下行數據量大、上行數據量小，也為非對稱方式。

線纜調製解調器

線纜調製解調器是一項非常適宜於家庭用戶的接入技術。它在電纜電視的基礎

上，將分配網絡的主幹部分改為光纜，在各個服務節點處完成光電轉換，再由同軸電纜

將傳輸信號送到用戶家裡，可有效地實現Internet訪問、電視點播和數據電話等業務，

市場前景廣闊。線纜傳輸也是非對稱方式，每服務節點下行速率高達10-30Mbps，上行

速率可達2M左右，但與ADSL不同，它是一個共享網絡，實際每用戶可用帶寬與節點所連

的上網用戶數成反比，即便如此，用戶能享用的帶寬也是相當可觀的。

線纜調製解調器應用發展的最大障礙是線纜線路的雙向改造――傳統的有線電視

大多是單向傳輸；而數據的訪問是雙向進行的，因此必須實施線路改造以適應這項新的

應用。在改造完成之前也有一種暫時的解決辦法：即下行數據傳遞採用電視線纜，上行

數據則採用電話線回傳。

無線接入技術

作為有線接入的補充，在不便於有線接入的地區，用無線通信設備把用戶接入市

話交換網，統稱為無線接入系統。無線本地環路系統技術來源於以下三個方面：

（1） 來源於蜂窩移動通信系統；

（2） 來源於大區制通信系統、數字無繩電話系統、數字微波和衛星通信系統。

大區制系統主要指集群通信系統。

（3）來源於專用的無線本地環路系統，採用大功率、大覆蓋、低成本。以其獨

特的優點，很快被市場接受，發展十分迅速。世界各大通信公司幾乎都有典型產

品。

CDMA（碼分多址）和其衍生的無線本地環路技術有着其他無線接入技術不可比擬

的優點，代表無線接入技術的發展方向。

接入技術的發展充分體現了「三網合一」的應用趨勢：ADSL是利用原來的語音載

體電話線傳遞數據，線纜調製解調器則利用原有的圖像載體有線電視傳遞數據，大家熟

悉的IP電話則是通過各類數據載體傳送語音。因此，今後的數據網、電視網和電話網將

不再相互隔離，共同承攬數據、語音、圖像集成的業務，緩解了Internet的帶寬壓力。

摺疊IPv6技術 正當人們為IPv4面臨的問題而焦頭爛額時，IPv6出現了，它給人們帶來了近乎完

美的解決方案：

●如同電話號碼升位一樣，IPv6提供了128位的IP地址，使地址數量大幅增加，

從而解決了IP地址資源危機；

●IPv6採用了「可聚集全球統一計算地址」的構造，這使IP地址構造同網絡的拓

撲結構（連接形態）相一致，從而縮小了路由表，使路由器能夠高效率地決定路由；

●IPv6具有自動把IP地址分配給用戶的功能大大減少了網絡管理費用。

儘管IPv6比IPv4具有明顯的優越性，但在全球範圍內實現地址的升級有許多實際

困難。為此，Internet研究組織IETF制定了一套IPv4向IPv6過渡的方案，其中包括三個

機制：兼容IPv4的IPv6地址、雙IP協議棧和基於IPv4隧道的IPv6。

應用的發展―電子商務

在Internet發展史第一篇中我們介紹了基於Internet的各項應用，但它們只是人

們用以達到某些目標的手段，就象原始人學會了利用工具一樣。電子商務

（E-Commerce）便是基於網絡應用的各種技術在各行各業實施的全方位的改造，為人們

展示了一個全新、璀璨的世界。電子商務不一定都通過Internet來完成，但Internet的

高速發展卻為其提供了生根萌芽的沃土。大名鼎鼎的Amazon公司應該說敢為勇者先，率

先架築起自己圖書購銷配套服務的龐大帝國成為電子商務運作的典範。同以前所提到的

應用相比，電子商務更象一種理念，它的實現並沒有固定的格式。在Internet或自己的

網絡上利用各種技術建設適合自身特點的Intranet、Extranet，其中策略的制定是發展

的關鍵。不論進度如何，電子商務必然是Internet應用的一項主要發展趨勢。

縱觀十多年來Internet的發展史，人們很難說清，未來它究竟會是什麼樣，但

Internet還將繼續改變我們的生活，推動人類文明的發展，這是誰都否認不了的。

定義分類及特點

什麼是IP協議，IP地址如何表示，分為幾類，各有什麼特點？

為了便於尋址和層次化地構造網絡，IP地址被分為A、B、C、D、E五類，商業應

用中只用到A、B、C三類。

IP協議(Internet Protocol)又稱互聯網協議，是支持網間互連的數據報協議，

它與TCP協議（傳輸控制協議）一起構成了TCP/IP協議族的核心。它提供網間連接的完

善功能， 包括IP數據報規定互連網絡範圍內的IP地址格式。

Internet 上，為了實現連接到互聯網上的結點之間的通信，必須為每個結點

（入網的計算機）分配一個地址，並且應當保證這個地址是全網唯一的，這便是IP地

址。

IP地址（IPv4：IP第4版本）由32個二進制位表示，每8位二進制數為一個

整數，中間由小數點間隔，如159.226.41.98，整個IP地址空間有4組8位二進制數，由

表示主機所在的網絡的地址（類似部隊的編號）以及主機在該網絡中的標識（如同士兵

在該部隊的編號）共同組成。

為了便於尋址和層次化的構造網絡，IP地址被分為A、B、C、D、E五類，商業應

用中只用到A、B、C三類。

• A類地址：A類地址的網絡標識由第一組8位二進制數表示，網絡中的主機標識

占3組8位二進制數，A類地址的特點是網絡標識的第一位二進制數取值必須為「0」。不

難算出，A類地址允許有126個網段（範圍從0-127，0是保留的並且表示所有IP地址，而127也是保留的地址，並且是用於測試環回用的，所以減去兩個為126個），每個網絡大約允許有1670萬台主機，通常分配給擁

有大量主機的網絡（如主幹網）。

• B類地址：B類地址的網絡標識由前兩組8位二進制數表示，網絡中的主機標識

占兩組8位二進制數，B類地址的特點是網絡標識的前兩位二進制數取值必須為「10」。

B類地址允許有16384個網段，每個網絡允許有65533台主機，適用於結點比較多的網絡

（如區域網）。

• C類地址：C類地址的網絡標識由前3組8位二進制數表示，網絡中主機標識占1

組8位二進制數，C類地址的特點是網絡標識的前3位二進制數取值必須為「110」。具有

C類地址的網絡允許有254台主機，適用於結點比較少的網絡（如校園網）。

為了便於記憶，通常習慣採用4個十進制數來表示一個IP地址，十進制數之間采

用句點「.」予以分隔。這種IP地址的表示方法也被稱為點分十進制法。如以這種方式

表示，A類網絡的IP地址範圍為1.0.0.1－127.255.255.254；B類網絡的IP地址範圍為：

128.1.0.1－191.255.255.254；C類網絡的IP地址範圍為：192.0.1.1－

223.255.255.254。

D類地址：範圍從224-239，D類IP地址第一個字節以「1110」開始，它是一個專門保留的地址。它並不指向 特 定的網絡，這一類地址被用在多點廣播(Multicast)中。多點廣播地址用來一次尋址一組計算機，它標識共享同一協議的一組計算機。

E類地址：範圍從240-254，以「11110」開始，為將來使用保留。 全零(「0.0.0.0」)地址對應於當前主機。全「1」的IP地址(「255.255.255.255」)是當前子網的廣播地址。

由於網絡地址緊張、主機地址相對過剩，採取子網掩碼的方式來指定網段號。

TCP/IP協議與低層的數據鏈路層和物理層無關，這也是TCP/IP的重要特點。正因

為如此 ，它能廣泛地支持由低兩層協議構成的物理網絡結構。已使用TCP/IP連接

成洲際網、全國網與跨地區網。